DE1015678B

DE1015678B - Verfahren zur Fixierung eines Puderbildes auf Papieren

Info

Publication number: DE1015678B
Application number: DEI11827A
Authority: DE
Inventors: Samuel Louis Solar
Original assignee: IBM Deutschland GmbH
Current assignee: IBM Deutschland GmbH
Priority date: 1955-06-17
Filing date: 1956-06-15
Publication date: 1957-09-12
Also published as: FR1167909A; US2917460A

Description

DEUTSCHES

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Die dauerhafte Verbindung des Pulverbildes von Xerographien mit der Unterlage wird nach mehreren Verfahren durchgeführt. Bei einem bekannten Verfahren wird durch physikalischen Druck das Pulver in das Papier eingepreßt. Bei einem anderen Verfahren wird das Pulverbild durch Lösungsmittel befestigt. Ein weiteres Verfahren setzt das Papier mit dem daraufliegenden Pulver einer ausreichenden Wärme aus, um mindestens einen der Bestandteile des Pulvers zu schmelzen und mit dem Papier zu verbinden. Diese Verfahren arbeiten an sich zufriedenstellend.

Bei der Anwendung der bisher bekannten Verfahren für das Bedrucken von Karten und Papierformaten, an deren Maßhaltigkeit strenge Anforderungen gestellt werden müssen (z. B. bei Lochkarten), hat es sich gezeigt, daß diese Verfahren keine genügende Formbeständigkeit des Aufzeichnungsträgers sichern. Infolge des bei relativ hohen Temperaturen liegenden Schmelzpunktes der bisher bekannten Pulver findet eine zu starke Austrocknung des Papiers statt, so daß es sich wirft; andererseits verändern die benötigten Lösungsmittel die Karte, oder die Karte verformt sich durch hohen Druck unzulässig.

Die bekannten elektroskopischen Pulver werden aus mehreren Bestandteilen aufgebaut. Um die färbenden Anteile gleichmäßig über die Ladungsverteilung der Xeroplatte zu tragen, wird ein Bestandteil größerer Körnung in das Pulver gemengt, der durch Reibungselektrizität die z. B. wenige μ großen eigentlichen elektroskopischen Tönungsmittel lose an sich bindet und beim Überrollen der Platte abgibt. Diese Entwickler selbst sind bekannterweise aus Komponenten zusammengesetzt, die die Eigenschaften des Färbens und des Haftens erzeugen. Man verwendet meist eine feine Verteilung von Farbkörpern in Harzen, die zunächst auf dem Schmelzwege hergestellt und nach dem Erkalten durch Mahlen auf die gewünschte Korngröße von wenigen μ gebracht wird.

Man hat versucht, verschiedene flüssige Weichmachungsmittel in Verbindung mit dem Harz zu verwenden, mit dem Ergebnis, daß das Pulver bei einer genügend niedrigen Temperatur schmilzt, um eine unerwünschte Veränderung der Karte oder des Papiers zu verhindern; aber andererseits sind durch die Verwendung der nötigen Mengen von flüssigen Weichmachungsmitteln die Pulverteilchen schon bei gewöhnlichen Temperaturen klebrig, so daß das Pulver nicht richtig und nach Wunsch behandelt werden kann. In manchen Fällen blieb infolge der Verwendung von flüssigen Weichmachungsmitteln das Pulver physikalisch ungewollt wegen seiner Klebrigkeit auch an den nichtgeladenen Teilen der lichtelektrisch leitenden Oberfläche hängen.

Die vorliegende Erfindung will die aufgezeigten Schwierigkeiten durch eine neue Art der Komponentenauswahl des Pulvers beseitigen, indem das Pulver als Verfahren zur Fixierung
eines Puderbildes auf Papieren

Anmelder:

IBM Deutschland

Internationale Büro-Maschinen

Gesellschaft m.b.H.,
Sindelfingen (Württ), Böblinger Allee 49

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 17. Juni 1955

Samuel Louis Solar, Binghamton, N. Y. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

Ganzes bei einer Temperatur schmelzbar ist, die niedrig genug ist, um keine unerwünschten Wirkungen hinsichtlich der nachfolgenden Verarbeitung auf das Papieroder Kartenmaterial zu haben, während gleichzeitig vermieden wird, daß das Pulver vor seiner absichtlichen Wärmebehandlung schon klebrig ist.

Dies wird dadurch erreicht, daß dem Pulver eine weitere Komponente in Form einer festen organischen Verbindung hinzugefügt wird, die bei Zimmertemperatur fest ist und einen deutlichen Schmelzpunkt wenig über der Zimmertemperatur besitzt und die der ganzen Entwicklermischung diesen niedrigen Schmelzpunkt gibt, indem sie in geschmolzenem Zustand ein Lösungsmittel für die in der Mischung enthaltenen höherschmelzenden Komponenten darstellt. Die beim Verfahren der Erfindung anwendbare niedrige Fixiertemperatur bringt auch den Vorteil mit sich, daß das Papier nicht ankohlt oder gebräunt wird, wie man es oft an Xerographien beobachten kann, bei denen zur Fixierung des Pulverbildes die bisher üblichen höheren Temperaturen angewandt werden.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können sowohl solche Pulverbilder fixiert werden, die durch Abdruck erzeugt wurden, als auch solche, die durch Belichtung hergestellt wurden.

Es soll nun an Hand von Beispielen die Wirkungsweise näher erläutert werden.

Die als Pulvergrundlage dienenden Harze werden im folgenden als Bestandteil (a) bezeichnet, sie gehören alle der Klasse der thermoplastischen Harze an.

Bei den erfindungsgemäß hinzukommenden Komponenten (b) handelt es sich um organische Verbindungen, die bei Zimmertemperatur fest sind, ohne klebrig zu sein,

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Claims

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einen eindeutigen Schmelzpunkt etwa im Bereich von entweder Sorbithexoacetat oder 2-Chlor-4-Nitroanilin an

85 bis 120° C haben und geschmolzen ein Lösungsmittel Stelle des Bestandteils (b) = 4-Nitrobiphenil verwendet

für mindestens einen Stoff des Bestandteiles (a) sind und wird. Dabei ergeben sich kaum Veränderungen des

deren Lösung mit Stoffen der Gruppe (a) vermischt Schmelzpunktes.

werden kann. Die Färbemittel sollen mit (c) bezeichnet 5 Nachstehend werden weitere Beispiele für Bestandwerden; es finden sowohl Färbemittel als auch Pigmente teil (b) aufgeführt, wobei der Schmelzpunkt jeweils in oder Kombinationen beider Verwendung. Celsiusgraden in Klammern erwähnt ist: Acenaphthen

(93,5), o-Acetoacetotoluidid (105), o-Chloroacetoacetanilid

Beispiel I (103), a-Naphthol (95), 2-Naphthylamin (110), m-Nitro-

(a) Polystyrol 20 Gewichtsteile io anilm (112) und 2, 4-Toluoldiamin (97). Man beachte, daß

Äthylpolyacrylat 15 „ die oben als Beispiele für Bestandteil (b) aufgeführten

(b) Acetanilid 50 „ Stoffe in keine chemische Klassifizierung fallen, es sei

(c) Ruß 15 ,, denn, daß sie organische Stoffe sind. Die Aufzählung der

möglichen Komponenten (b) ist nicht vollzählig, es fallen

Die oben aufgeführten Bestandteile werden in den 15 hierunter alle organischen Verbindungen, die einen erwähnten Proportionen durch Schmelzen der Bestand- definierten Schmelzpunkt im Bereiche von 85 bis 120° C teile (a) und (b) in einem Tiegel vermischt. Nach Hinzu- haben, im geschmolzenen Zustand ein Lösungsmittel für fügung des Rußes wird durch Rühren eine homogene mindestens eines der Harze aus Gruppe (a) sind und sich Mischung hergestellt. Die so hergestellte Schmelze wird mit diesen Stoffen mischen lassen. Es wird angenommen, bis zum Festwerden abgekühlt und dann in einer Kugel- 20 daß keine chemische Reaktion stattfindet oder mindestens mühle oder einem ähnlichen Gerät auf eine Feinheit von nach der Erfindung mit keiner chemischen Reaktion 2 bis 40 μ zerstampft und gemahlen. Das entstehende gerechnet wird zwischen Bestandteil (a) und Bestand-Pulver schlägt sich in einem automatischen Xerographier- teil (b) oder irgendwelchen unter diese beiden Klassifizieapparat weder nieder noch schmiert es, es ist bei Zimmer- rungen fallenden Stoffen, temperatur nicht klebrig, und es schmilzt zur Wärme- 25
fixierung genügend bei einer Temperatur von etwa 99° C. Patentansprüche:

Beispiel II I_- Verfahren zur Fixierung eines Puderbildes auf

(a) Polystyrol 15 Gewichtsteile Papieren durch Wärmeeinwirkung, an deren Maß-

Methylpolymethacrylat .. 45 „ 30 haltigkeit bestimmte Anforderungen gestellt werden,

(b) p-Dibromobenzol 30 „ dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter

(c) Ruß 10 ,, Weise elektroskopischer Puder über eine Ladungsver

teilung gebracht wird, dessen Tönungsmittel aus einer

Die aufgeführten Bestandteile werden gemischt und Mischung besteht, deren eine Komponente eine feste gemahlen wie im Beispiel I. Das Pulver ist dann für die ₃₅ organische Verbindung mit einem klaren Schmelzerwähnten Zwecke mit einem Schmelzpunkt von etwa punkt im Bereich von 85 bis 120° ist und die im 85° C benutzbar. geschmolzenen Zustand mindestens eine der übrigen

Die für dieses Beispiel angegebene Zusammensetzung Komponenten löst.

ist auch brauchbar, wenn entweder ^-Naphthol oder 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennp, p'-Methylendianilin an Stelle von p-Dibromobenzol, ₄₀ zeichnet, daß eine pulverisierte feste Lösung aufverwendet wird, das hier Bestandteil (b) ist. Der Schmelz- getragen wird, die im wesentlichen folgende Bestandpunkt ist in beiden Fällen gleich. teile enthält:

(a) mindestens ein thermoplastisches Harz aus der

Beispiel III Gruppe, die Polystyrol, Poly-a-Methylstyrol, Alkyl-

(a) Methylpolymethacrylat .. 25 Gewichtsteile 45 polyacrylate und niedrigmolekulare Alkylpolymeth-

(b) o-Acetotoluidid 60 ,, acrylate mit Alkylradikalen umfaßt, die 1 bis 4 Kohle-

(c) Ruß 14,5 „ stoffatome besitzen.

Ölschwarz 0,5 „ (b) einefeste organische Verbindung mit einem klaren

Schmelzpunkt zwischen 85 und 120° C, welche im

Die aufgeführten Bestandteile werden nach Beispiel I 50 geschmolzenen Zustand ein Lösungsmittel für und aufbereitet. Der Schmelzpunkt dieser Mischung liegt vermischbar mit mindestens einem Stoff des Bestand-

bei 88° C. teiles (a) ist, und

(c) einen Farbstoff in Beimischung mit den beiden Beispiel IV Bestandteilen (a) und (b).

(a) Polystyrol 30 Gewichtsteile 55 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, da-

Methylpolymethacrylat .. 10 „ durch gekennzeichnet, daß eine Mischung verwendet

Butylpolymethacrylat.... 30 „ wird, deren Bestandteile in folgenden Gewichts-

(b) o-Acetoacetotoluidid 20 „ proportionen vorhanden sind:

(^c) ^Ruß ^l0 " _6o (a) thermoplastisches Harz ... 10 bis 80%

. ° (b) feste organische Verbindung 60 bis 10% Beispiel V ^ _Färbemittel 30 bis 10%

(a) Poly-a-Methylstyrol 30 Gewichtsteile

Methylpolymethacrylat .. 50 „ 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, da-

(b) 4-Nitrobiphenyl 18 „ durch gekennzeichnet, daß als feste organische Ver-

(c) »Calco «-Nigrosine 55 B ... 2 "„ ⁶5 bindung bzw. Bestandteil (b) Acetanilid verwendet

wird.

Die aufgeführten Bestandteile wurden gemischt und 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, da-

gemahlen wie im Beispiel I. Das Pulver hat einen Schmelz- durch gekennzeichnet, daß als thermoplastisches

punkt von etwa 104° C. Die Mischung dieses Beispiels in Harz bzw. Bestandteil (a) im wesentlichen Polystrol

den angegebenen Proportionen ist auch wirksam, wenn 7° (20 Gewichtsteile) und Äthylpolyacrylat (15 Gewichts-

teile), als feste organische Verbindung bzw. Bestandteil (b) im wesentlichen Acetanilid (50 Gewichtsteile) und als Färbemittel bzw. Bestandteil (c) im wesentlichen Ruß (15 Gewichtsteile) verwendet wird, wobei diese Mischung einen Schmelzpunkt von etwa 99° C hat.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als thermoplastisches Harz, Bestandteil (a), im wesentlichen Polystyrol (15 Gewichtsteile) und Methylpolymethacrylat (45 Gewichtsteile), als feste organische Verbindung, Bestandteil (b), im wesentlichen p-Dibrombenzol (30 Gewichtsteile) und als Färbemittel, Bestandteil (c), im wesentlichen Ruß (10 Gewichtsteile) verwendet wird, wobei diese Mischung einen Schmelzpunkt von etwa 85° C hat.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als thermoplastisches Harz, Bestandteil (a), im wesentlichen Methylpolymethacrylat (25 Gewichtsteile), als feste organische Verbindung, Bestandteil (b), im wesentlichen o-Acettoluidid (60 Gewichtsteile) und als Färbemittel, Bestandteil (c), im wesentlichen eine Mischung von Ruß (14,5 Gewichtsteile) und Ölschwarz (0,5 Gewichtsteile) verwendet wird, wobei die Mischung einen Schmelzpunkt von etwa 88° C hat.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als thermoplastisches Harz, Bestandteil (a), im wesentlichen Polystyrol (30 Gewichtsteile), Methylpolymethacrylat (10 Gewichtsteile) und Butylpolymethacrylat (30 Gewichtsteile), als feste organische Verbindung, Bestandteil (b), im wesentlichen o-Acetacettoluidid (20 Gewichtsteile) und als Färbemittel, Bestandteil (c), im wesentlichen Ruß (10 Gewichtsteile) verwendet wird, wobei die Mischung einen Schmelzpunkt von etwa 96° C hat.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als thermoplastisches Harz, Bestandteil (a), im wesentlichen Poly-cc-Methylstyrol (30 Gewichtsteile) und Methylpolymethacrylat (50 Gewichtsteile), als feste organische Verbindung, Bestandteil (b), im wesentlichen 4-Nitrobiphenyl (18 Gewichtsteile) und als Färbemittel, Bestandteil (c), im wesentlichen »Calco «-Nigrosine 55 B (2 Gewichtsteile) verwendet wird, wobei die Mischung einen Schmelzpunkt von etwa 104° C hat.

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